[发明专利]一种用于STATCOM的IGBT温度检测与保护电路

说明书

技术领域

本发明属于IGBT温度检测和保护技术领域，特别涉及一种用于STATCOM的IGBT温度检测与保护电路。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，尤其它在当今工业领域的广泛应用，电能质量问题日益凸显，为了改善电能质量问题，具有补偿系统无功，提高系统的功率因数，改善电能的质量，减少系统中谐波分量能力的STATCOM（静止同步补偿器Static Synchronous Compensator, 简称STATCOM，又称SVG）得到了广泛应用。

作为STATCOM主电路的核心，功率开关器件的选择非常重要。而IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）在诸如变频器、开关电源等电力电子技术的能量变换与管理应用中，越来越成为各种主回路的首选功率开关器件，同样如何安全可靠地驱动IGBT，将决定了整个系统的性能。

IGBT是温度敏感器件，其载流能力和寿命与温度呈比例关系，而且过温会使IGBT损坏，所以必须对IGBT温度进行实时监控，保证其工作在一定温度范围内，若IGBT温度超过设定预警值，必须启动散热风机，及时散热；若IGBT温度低于设定低温值，可以停止散热风机，以节省电能；若IGBT温度超过设定保护值，必须停机以保证IGBT不受损坏。

发明内容

但是，目前现有IGBT模块的检测方式有：1、使用温度开关贴在散热器旁边，通过检测散热器的温度加上一个定值而得到IGBT的温度，这种方法不能准确测量IGBT结温，而且温度开关一般采用进口，价格昂贵。2、在散热器上装热敏电阻，通过分压完后通过AD芯片，得到IGBT的温度，实时检测，这种方法一方面与方法1一样测量不准确，实时采集IGBT温度给控制器带来负担。3、利用IGBT模块内置的热敏电阻，经过系列处理，完后利用AD芯片实时采样，得到IGBT的温度，这种方法跟方法2一样，会给控制器带来运算负担，但是控制器得到实时温度的具体数值意义不大。

而且STATCOM的散热风机大多一直运行，而很多时候，STATCOM并没有满负荷输出，像光伏发电厂，早晚负荷相对较轻，此时风机一直运行会造成电能损耗。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可实时检测IGBT模块的温度从而自动控制散热风机的启停、保护停机，可实时监控，能减轻控制器运算负担，不会对控制器造成干扰，且结构简单、可靠，灵敏度高，成本低的用于STATCOM的IGBT温度检测与保护电路。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于STATCOM的IGBT温度检测与保护电路，包括有电桥电路、电压跟随放大电路、滞环比较隔离电路和比较隔离电路；所述电桥电路的热敏电阻Rt内置于IGBT模块中，且其输出端与电压跟随放大电路的输入端连接；所述电压跟随放大电路的输出端与滞环比较隔离电路的输入端和比较隔离电路的输入端连接；所述滞环比较隔离电路的输出端和比较隔离电路的输出端分别与风机控制电路和IGBT模块的控制器连接。

进一步地，所述电压跟随放大电路主要由第一放大器、第二放大器、第三放大器、电阻R4和电阻R5组成；所述第一放大器和第二放大器的非反向输入端与电桥电路连接，反向输入端与各自的输出端连接，而且第一放大器的输出端串联电阻R4后与第三放大器的反向输入端连接，第二放大器的输出端与第三放大器的非反向输入端连接；所述电阻R5并联在第三放大器上，两端分别与第三放大器的反向输入端和输出端连接；所述第三放大器的输出端与滞环比较隔离电路和比较隔离电路连接。

进一步地，所述滞环比较隔离电路主要由第四放大器、第一光电耦合器和电阻R6～R9组成；所述第四放大器的反向输入端串联电阻R6后与第三放大器的输出端连接，非反向输入端串联电阻R7后接地，且其输出端串联电阻R9后与第一光电耦合器的正极连接；所述电阻R8并联第四放大器和电阻R9上，一端连接在电阻R7与第四放大器的非反向输入端之间，另一端连接在电阻R9与第一光电耦合器的正极之间；所述第一光电耦合器的负极接地，发射极连接电源负极，集电极与风机控制电路连接。

进一步地，所述开关电源模块由二极管、第一电感线圈KA和第二电感线圈KM组成；所述二极管的两端分别与第一光电耦合器的集电极和输入电源正极连接，所述第一电感线圈KA并联在二极管上，以控制第二电感线圈KM的电源输入开关，所述第二电感线圈KM控制风机的电源输入开关。